報告綜述

CAD 行業壁壘高，未來 CAX+PLM 將融合發展，國產替代空間大。經歷了四次技術革命，CAD 技術正處於全面普及階段，其應用領域以從最初的機 械製造行業逐步拓展到多個行業，未來的發展方向和是 CAE/CAM+PLM 融 合，打造設計、製造、模擬一體化的軟體平臺。由於 CAX 軟體涉及數學、 物理、工程、計算機等多類技術，該行業的參與壁壘較高，往往需要核心客 戶一起參與才能形成優勢產品。預計 2023 年全球 CAD 市場規模達到 112 億美元，3D CAD 佔比 75%，2D CAD 佔比 25%。在中國 CAD 軟體中，預計達索、西門子、PTC 以及 Autodesk 在我國市場佔有率達 90%以上，國 內中望軟體、蘇州浩辰、數碼大方份額不到 10%；CAE 領域，美國 ANSYS 等佔據了 95%以上的市場份額，國產替代空間大，發展潛力好。

海外高階工業軟體公司包括達索、西門子和 PTC，我們透過案例分析總結其發展規律。

1> 三家公司的核心產品都是在重要的工業部門或公司的扶持 下，經過長時間打磨而成。工業網際網路的最佳實踐通常誕生於大型客戶內 部，最先在高階及先進製造業落地。CATIA 誕生於達索飛機，它的每一次版 本突破都伴隨著標杆客戶的獲取和支援，反映出工業軟體的標杆客戶非常 重要；

2> 三家公司均透過收併購完善產品線，並向 CAD/CAE/CAM+PLM 一體化邁進。達索最近幾年將近一半的收購都集中在 CAE 領域，並推動雲 化和全生命週期協同（3D Experience）;西門子透過收購進一步將汽車行業 做深做透，同時也向 CAE/EDA 進軍。PTC 則另闢蹊徑，向物聯網平臺和 AR/VR 延伸提升工業效率。

3> 三家公司均開始加速進行雲化佈局。但由於 工業軟體的行業特點，目前雲化產品處於發展階段，市場佔有率低。

中望軟體是最具潛力的國產工業軟體龍頭。過去 20 年，公司成功構建了 CAD/CAE 為主的產品矩陣，實現了工業設計、工業製造、模擬分析、建築 設計等關鍵領域的全覆蓋。未來 20 年，公司將致力於打造涵蓋設計、製造、 模擬的 CAX 一體化軟體平臺，致力於成為比肩達索的世界一流工業軟體供 應商。公司的 2D CAD 第三代產品效能比肩行業老大歐特克，未來將著重 打造二次開發的生態體系，透過價效比的優勢在國內和全球持續拓展。3D CAD 產品具備自主核心，還在持續打磨階段，未來分成兩條腿走路：

1> 持續在現有 3D 核心上面進行產品改進，支撐更多典型行業應用模組的持續擴充套件；

2> 進行新一代 3D 平臺的開發，高效率地支撐航空航天、汽車、船舶等高階製造工業的研發設計。公司在 CAD 的基礎上向 CAE 邁進，目前已經形成了電磁模擬、結構模擬、前後處理平臺的產品線。

一、CAD 介紹及行業概覽

1.1 CAD 介紹，CAX 融合是方向

CAD（Computer Aided Design）是計算機輔助設計的簡稱，是計算機科學技術發展和應用中的 一門重要技術。所謂 CAD 技術，就是指利用計算機快速的數值計算和強大的圖文處理功能來輔助 工程師、設計師、建築師等工程技術人員進行產品設計、工程繪圖和資料管理的一門計算機應用技 術，如製作模型、計算、繪圖等。目前，CAD 技術已被廣泛地應用在機械、電子、航天、化工以 及建築等行業。

與 CAD 相關的概念還有 CAE 和 CAM：

1> CAE（Computer Aided Engineering）指計算機輔助分析：把 CAD 設計或者組織好的模型， 用計算機輔助分析軟體對原設計進行模擬設計成品分析，透過反饋的資料，對原 CAD 設計或 模型進行反覆修正，以達到最佳效果。

2> CAM（Computer Aided Manufacture）指計算機輔助製造：把計算機應用到生產製造過程 中，以代替人進行生產裝置與操作的控制。CAM 不僅能提高產品加工精度、產品質量，還能 逐步實現生產自動化，對降低人力成本、縮短生產週期有很大作用。計算機數控機床、加工中 心等都是計算機輔助製造的例子。

CAD、CAE 以及 CAM 能共同參與一項產品的全生產流程，包括概念形成、設計以及生產，節省了 相當多的時間和投資成本，並且透過計算機技術保證了操作的高精度，最終保證了產品質量。

經歷了四次技術革命，CAD 技術正處於全面普及階段。1959 年 12 月，在 MIT 召開的一次計劃會 議上，CAD 概念被明確提出。20 世紀 60 年代，CAD 還只是極為簡單的線框式系統，只能表達基 本的幾何資訊，難以表達曲面資訊。進入 70 年代，法國人提出貝塞爾演算法，使計算機在處理曲線 及曲面問題時變得可以操作。在此基礎上，法國的達索飛機制造公司的開發者們也在二維繪圖系統 CADAM 的基礎上，推出了三維曲面造型系統 CATIA，開啟了第一次 CAD 技術革命。隨後，CAD 又經歷了實體造型系統、引數化技術以及變數化技術三次技術革命，目前已經處於全面普及階段。 現在的 CAD 技術和系統都有良好的開放性，圖形介面和圖形功能日趨標準化，多媒體技術、人工 智慧、專家系統等技術也大大提高了 CAD 自動化設計的程度，出現了智慧 CAD 等新學科。

CAD 涉及多學科技術，其較高的技術壁壘決定了 CAD 具備較高的參與門檻。CAD 作為工業軟體 體系中研發設計類軟體的核心之一，是人類基礎學科和工業知識的集大成者，涉及了數學、物理、 計算機以及工程四大學科技術，並且經歷了漫長的進化和演變，才最終成為成熟可用的工業軟體。 工業軟體首先需要有良好的數學基礎，包括計算幾何、代數、向量、矩陣等多種數學理論和演算法； 其次，工業軟體需要對材料及其物理特性進行開發和利用，這離不開物理、生物、化學等多學科的 理論支撐；第三，工業軟體需要與硬體裝置高度融合，計算機硬體的迭代進步以及軟體工程技術的 發展都會推動工業軟體功能不斷完善；最後，由於製造現場涉及大量的工藝過程，工業軟體也需要大量的製造經驗和豐富的工程知識。因此，CAD 軟體具備較高的技術壁壘，開發者需要有充足的 技術和知識儲備才能製造出滿足現代工業生產需要的軟體。

CAD 應用領域以從最初的機械製造行業逐步拓展到多個行業。CAD 在機械製造行業的應用最早， 也最為廣泛。CAD 技術可以使機械設計人員甩掉圖板，更新傳統的設計思想，也能使企業由原來 的序列式作業轉變為並行式作業，大大縮短了產品的開發週期，提高生產效率。在建築領域，CAD 也從最初的二維通用繪圖軟體發展到如今的三維建築模型軟體（BIM），大大提高了基本建設的投 資收益。隨後，CAD 又陸續普及到了其餘領域，目前已覆蓋機械、建築、電子、汽車、航天、輕 工、影視、廣告等多個行業。

未來 CAD 的發展方向是和 CAE/CAM 融合，打造設計、模擬、製造的一體化軟體平臺。對於製造 型企業來說，CAE 的價值在於最佳化和改進產品設計，幫助 CAD 工程師分析產品設計過程中的一些 缺陷，之後工程師再根據分析的結果尋找最佳化的解決方案。因此，CAE 需要一開始就融入到設計 流程當中，如何減少設計人員使用 CAE 的難度也是目前設計類軟體開發者最為關心的問題之一。 對於 CAM 而言，若得不到 CAD 系統的支援，花巨資引進的裝置往往難以得到有效地利用；相反， CAD 所能產生的效益往往是透過精益生產中的 CAM 和 PPC 系統來體現的。因此，未來 CAD 將 會朝著與 CAE/CAM 融合的方向發展，打造一體化的工業軟體平臺將成為趨勢。

1.2 市場規模不斷擴充套件，進口替代創造空間

在工業軟體細分類別裡面，CAD 屬於研發設計軟體，位於產品全生命週期（PLM）的上游。工業 軟體從底層架構上可以分為兩大類：一類是嵌入式工業軟體，主要指嵌入於裝置控制器的軟體；另 一類是非嵌入式軟體，是能在通用計算機或工業計算機作業系統上執行的應用軟體。按照具體的應 用環節，非嵌入式軟體又能分為三大類，分別是研發設計軟體、生產控制軟體以及資訊管理軟體， CAD 屬於研發設計軟體的範圍。工業軟體的應用能夠覆蓋產品的全生命週期，包括客戶需求、設 計、生產、銷售以及售後等各個環節，對現代化工業生產具有重大意義。CAD 主要應用於從客戶 需求到實現產品設計的過程，位於產品全生命週期的上游。

未來幾年內，隨著工業領域內數字化、智慧化不斷推進，全球 CAD 市場規模增長有望加速。工業 數字化技術能有效利用生產各個環節產生的資料流，為企業各個層面提供實時的資料分析和決策 支援，也是企業實現智慧製造的前提。而工業軟體將是支撐企業完成數字化轉型的核心要素。根據 BIS Research 資料，2023 年全球 CAD 市場規模預計將達到 112.2 億美元，2028 年將達到 138.3 億美元。其中，2D CAD 是通用型產品，主要是用於平面圖、剖面圖繪製（如 AutoCAD），2023 年規模將達到 28.3 億美元；3D CAD 主要用於三維建模，實現設計裡的實體、曲面造型（如 SoildWorks），2023 年規模將達到 83.9 億美元。因此，未來三年內，CAD 市場整體增速相較於 2018 年之前將有較大提高。

放眼全球，CAD 市場依舊被海外巨頭主導。在外國市場，工業軟體行業已形成巨頭壟斷的局面。 如研發設計類軟體領域由達索、歐特克、西門子等巨頭佔據著技術和市場優勢；在生產控制軟體領 域，西門子保持行業龍頭地位；資訊管理類軟體領域 SAP、Oracle 佔據主導地位。根據 2016 年 IDC 提供的資料，達索、歐特克、西門子以及 PTC 佔據了全球 CAD 市場 72%的份額，達索、歐 特克、Ansys 以及西門子佔據了全球 CAE 市場 65%的份額，傳統工業巨頭具備絕對優勢。目前國內工業軟體市場以嵌入式軟體為主，研發設計軟體佔比較低，未來研發設計軟體需求有望得到快速釋放。根據賽迪顧問資料，2018 年嵌入式軟體在國內工業軟體規模為 963.0 億，市場佔 比高達 57.4%，而研發設計類規模為 142.7 億，市場佔比僅有 8.5%。我們認為，主要原因有兩點：

1> 首先，我國過去工業化路徑呈現出“重硬輕軟”的特點。嵌入式軟體基本是與硬體整合銷售， 過去企業更加註重於裝置升級以及機械控制，因此嵌入式軟體的銷售額遠高於非嵌入類軟體。

2> 其次，我國過去軟體開發環境不利於研發設計軟體發展。資訊管理以及生產控制類軟體主要是 根據專案情況進行部署，嵌入式軟體基本與硬體打包銷售，盜版情況較少。而研發設計類軟體 基本直接安裝於通用計算機，更容易導致盜版的出現。

在未來，隨著企業在工業 4.0 時代對研發端的重視提高以及我國智慧財產權相關法律不斷完善，研發 設計軟體需求有望得到快速釋放。

單看研發設計類軟體，各個細分類別佔比較為均勻，CAD 軟體有望保持平穩較快增長。根據賽迪 顧問資料，2018 年我國研發設計軟體細分類別中，PLM、BIM、CAD 三類軟體市場份額位居前列， 分別為 27.05%/14.41%/13.58%。由於賽迪顧問對研發設計類軟體在 2019-2021 年的規模預測為 165.5/192.3/223.9 億元，若假設 CAD 的份額維持在 13.58%，那麼可以計算出 CAD 在 2019-2021 年的規模分別為 22.5/26.1/30.4 億元，CAGR 為 16.31%。

我國研發設計軟體頭部企業市場份額落後於海外廠商較多，未來國內有望逐步實現國產替代：

1> 海外龍頭在國內具有絕對優勢：根據走向智慧研究院的研究評估，在核心工業軟體領域中的 CAD 研發設計類軟體市場，法國達索、德國西門子、美國 PTC 以及美國 Autodesk 公司在我國市場佔有率達 90%以上，國內數碼大方、中望軟體、山大華天等只佔不到 10%的市場；CAE 模擬軟體市場領域，美國 ANSYS、ALTAIR、NASTRAN 等公司佔據了 95%以上的市場份額。

2> 國產替代是趨勢：隨著我國工業現代化程度不斷提高，逐步實現國產化以及自主可控成為主流 趨勢，培養出有競爭力的本土工業軟體廠商更是國家戰略層面上的考量。因此我們認為，未來 國內工業軟體核心功能將不斷完善和提高，我國工業軟體各個細分領域都將逐步實現國產替 代。

在 CAD 方面，2D 領域國產軟體已可基本實現國產替代，在高階的 3D 領域距海外公司仍有差距。 作為國產產品代表，中望 CAD 在軟體的功能、執行速度等核心指標而言，已經基本與第一梯度的 歐特克、達索處於同一水平。但由於 3D CAD 的核心基礎是幾何建模核心，目前市面上知名的幾 何建模核心均被海外領先企業所開發並運用，國產 3D CAD 距離先進水平還有一定距離，功能上 在高階領域應用會受到較大限制。目前，國產 CAD 更多的是在非高階領域和海外廠商的軟體競爭， 並主要價效比優勢搶佔市場。

1.3 對比：海外處於發展第三階段，國內處於第一階段

國外廠商進入發展第三階段，國內仍在第一階段。工業軟體行業發展可以分為三個階段，第一階段 是軟體自身發展階段；第二階段是軟體的協同應用，業務流程實現串通和最佳化階段；第三階段是“工 業雲”的階段，這個階段軟體公司由向客戶提供單一工具向為客戶提供“軟體+服務”的整體解決 方案轉型。

1> 國外工業軟體行業發展已經處於第三階段，以研發設計類軟體為例，外資企業以達索、歐特克、 西門子為代表已實現軟體本身的技術積累，並在國家工業化的實踐中實現軟體的應用協同，實 現流程串通和最佳化。目前上述巨頭均在向“軟體+服務”的整體解決方案轉型升級。

2> 中國的工業軟體行業目前仍處於第一階段，大量的設計、製造等核心工業軟體均為國外品牌所 佔領，中國企業仍屈指可數，並且總體可以概括為“管理軟體強、工程軟體弱；低端軟體多， 高階軟體少”。未來有望從第一階段向第二階段邁進。

海外高階的工業軟體公司包括了達索、西門子和 PTC，三家公司的共同點包括：

1> 核心產品在重要的工業部門或者公司的幫助和扶持下，經過長時間打磨而成：與波音交往密集 的 CV 公司所出走的管理層創立了獨樹一幟的 PTC 公司，達索飛機直接誕生了 CATIA，麥道 公司一手成就了 UG（現在的西門子 PLM 部門）。

2> 透過收併購完善產品線，並向 CAD/CAE/CAM+PLM 一體化邁進。早年間，達索透過收購形成 了自有的 Catia（高階）和收購的 Soliworks（中低端）雙產品線，並收購了 IBM 的 PLM 的銷售運營業務提升銷售能力；近幾年，公司大舉併購進入 CAE 領域，並推動雲化和全生命週期的業務協同（3D Expenrience 平臺）；西門子是 PLM 領域的龍頭，在汽車行業的 PLM 市佔率處於絕對領導地位，公司透過收併購豐富 CAE 產品矩陣，並在汽車行業做深做透；PTC 則另闢蹊徑，在守住 CAD 基本盤的同時，與 CAE 龍頭公司 Ansys 深度合作，並向物聯網、虛 擬現實等藍海領域伺機突破。而 Autodesk 的產品以 Inventor 和雲化的 Fusion360 為主。

3> 在雲化和線上化持續投入。歐特克近幾年推出了 A360、Fusion360、BIM 360 TEAM 等一系 列線上建立、協作和計算產品；達索推出了新一代網頁端 3D 建模軟體 xDesign-3D 創成式 設計平臺；PTC 公司收購了目前全球領先的線上 3D CAD 線上設計公司 Onshape。但由於 工業軟體行業的特點，目前上述雲化產品仍處於發展階段，市場佔有率較低。

國內廠商仍處於單品發展階段，價格優勢顯著，產品效能有待提升。國內的參與方包括中望、蘇州 浩辰、數碼大方。這些公司以 CAD 的二維和三維產品為主，其中中望已經在 CAE 領域進行研發。 國內公司的整體具備價格優勢，但是產品效能有待提升。

二、海外工業軟體巨頭的成功之路

目前海外高階工業軟體公司仍保持著技術優勢，我們透過對達索、PTC 等公司的研究總結得出其 發展規律：1> 成功的工業軟體需要公司重要部門長期打磨；2> 公司透過收併購完善產品線，並 向 CAD/CAE/CAM+PLM 一體化邁進；3> 公司雲化佈局加速進行；4> 工業軟體未來將和物聯網、 5G、AR、VR 等各個領域有更深入的結合，將會創造更豐富的平臺級產品和全新的盈利模式。接 下來我們將以達索和 PTC 為例，探討海外成功的工業軟體公司的發展路徑和行業未來趨勢。

2.1 達索系統：高階製造工業軟體龍頭，雲化平臺化發展

2.1.1 3DEXPERIENCE 平臺助力達索走向平臺化、協同化和雲化

達索系統於 1981 年成立於法國，透過 3DEXPERIENCE 打造了世界上最大規模業務體驗平臺。 公司主要為客戶提供軟體應用程式服務，業務範圍包括 3D 設計軟體、3D 數字模型和產品生命周 期管理軟體，3DEXPERIENCE 平臺是公司業務的基礎。公司為 140 多個國家超過 20 萬個不同行 業、不同規模的客戶帶來價值，其中包括特斯拉、波音、豐田等。

公司以 CAD 產品起家，後來透過依照主要客戶實現的技術突破和變化的需求來對產品線進行豐富

和升級，目前已能為客戶提供產品全生命週期管理（PLM）服務以及平臺能力：

1> 3D 設計時期（1981-1988 年）：1981 年，達索航空（Dassault Aviation）抽出了一支工程師 團隊建立了達索系統。在當時，達索航空的核心需求是需要一款軟體來實現飛機部件的 3D 設計和研發。同年，公司就推出了 3D CAD 旗艦品牌 CATIA，聚焦汽車與航空領域。

2> 3D 數字樣機時期（1989-1998 年）：當時在與波音等主要客戶的合作中，公司認識到客戶需 要對各個部件進行單獨的設計和建模，實體模型數量極多。之後，公司推出了 CATIA V3 和 V4 版本，使 3D 數字建模（DMU）成為了可能，大大減少了實體建模數量，縮短了客戶的研發週期。

3> PLM 建設時期（1999-2011 年）：Toyota 是公司的主要客戶之一，而在當時汽車行業內的“網 聯汽車”（connected vehicle）迅速發展，汽車功能的豐富也對 3D 設計提出了新的要求，公司也發現客戶的需求重點開始轉移到產品資料管理（PDM）和產品生命週期管理（PLM）上。 1999 年，公司釋出產品生命週期軟體，之後公司進入收購擴張期以豐富產品線。

4> 3D Experience 時期（2012 年開始）：由於現代工業生產逐漸趨於全球化，工業設計對協同 的需求也在不斷提高。2012 年，公司釋出 3DEXPERIENCE 平臺，正式提出平臺化戰略，強 化了產品的數字化設計以及協同能力，之後也陸續把 CATIA、SOLIDWORKS、SIMULIA 等 核心產品整合入平臺。

整體來看，公司在 2000 年以前主要是依靠 CATIA 來開啟市場，這是由於公司具備了達索航空的 技術能力，降維到汽車、機械等領域就較容易實現產品普及；在 2000 年之後，公司透過一系列的 併購來豐富產品線，核心的理念為產品全生命週期管理（PLM），拓展業務至產品線的各個環節。

隨著平臺產品不斷豐富，目前公司平臺 3DEXPERIENCE 包涵四大業務板塊，具備服務多個不同 領域客戶的能力。3DEXPERIENCE 由 3D 建模、社交協作、智慧資訊以及模擬四大模組構成：

1> 3D 建模模組包含了公司最主要的核心產品 CATIA 以及 SOLIDWORKS，是公司主要產生收 益的板塊；

2> 社交協作模組主要為客戶提供企業內部協同、產品銷售以及專案推進等方面的服務；

3> 智慧資訊模組是利用 AI 技術進行資料採集和情報監控，以標準化情報、PLM 分析為客戶提供 支援與服務；

4> 模擬模組主要指 3D 計算機輔助模擬（CAE），為各個領域提供產品的效能測試服務。

可以看到，3DEXPERIENCE 與普通的平臺產品不同的是，它不僅聚焦了設計的各個環節，還強調 了 PDM、PLM 所帶來的協同能力，使多方協同設計變成可能，平臺的推出也標誌著公司正不斷由 產品創新走向了模式創新。目前，公司業務已從最開始的汽車、航天領域拓展到了十多個領域，其 產品也具備較強的行業拓展性和二次開發能力。

從產品分拆來看，公司三大核心產品收入增速保持穩定，其餘軟體及服務收入增長較快；從地區分 拆來看，歐洲地區收入佔比最高。2019 年，公司營業收入達到 44.98 億美元，過去幾年收入增速 保持在 10%左右。其中，公司 CATIA、SOLIDWORKS 以及 ENOVIA 三大產品收入總佔比從 2012 年的 86%下降到 57%，CAD 產品（CATIA 和 SOLIDWORKS）佔比從 2012 年的 71%下降到了 2019 年的 48%，這說明公司其餘軟體產品以及服務性收入正保持快速增長，也說明公司對不同領 域業務的拓展（雲服務、臨床醫療、ERP 等）有效地給收入帶來了可觀的增量。從地區拆分來看， 2019 年公司在歐洲地區的收入已經超過 18 億美元，收入體量明顯高於其他地區。

公司近年來加大研發投入以保持產品競爭力，盈利能力整體保持穩定。自成立以來，公司不斷對 CATIA、SOLIDWORKS 等核心產品進行升級，使產品功能不斷完善，由單一的表面建模逐步發展 到覆蓋形狀設計、裝置設計、機械設計等多種功能，不同行業應用也持續落地。為持續保持產品市 場競爭力，公司加大了研發投入力度，2019 年研發費用高達 8.26 億美元，近兩年增速均達 10% 以上。公司產品市場優勢較為明顯，客戶粘性強，這也使得公司整體盈利能力保持長期穩定。2019 年，公司毛利率為 84.23%，營業利潤率為 21.07%，2012-2019 年之間維持穩定。

收購是公司歷史中重要的產品迭代升級和行業擴張的方式。1997 年，公司收購 SOLIDWORKS 以 作為 CATIA 的補充，主要面對中小型企業客戶。相較於 CATIA，SOLIDWORKS 操作更容易，定 價更低。因此，收購 SOLIDWORKS 有助於達索佔領腰部市場，擴大客戶範圍。在 PLM 建設時期， 達索陸續收購了 Spatial（3D 軟體元件開發商）、Abaqus（CAE 分析軟體）、MatrixOne（擴充套件 ENOVIA 產品組合）等公司以完善其產品線。另一個重要事件是收購了 IBM 的 PLM 部門，讓 IBM 業務部門專門負責公司 PLM 軟體的營銷、銷售和支援，實現了銷售模式的創新。在之後的 3D EXPERIENCE 時期，達索又透過收購使 CATIA 等核心產品功能不斷升級完善，並使公司業務拓 展至自然資源、生物資訊、化學資訊、臨床醫療等多個領域。在投資 BioSerenity 以及收購 Medidata 後，達索目前已經提出 Virtual Twin Experience of Humans 戰略，未來將逐步從 3D 事物模擬領域向 3D 人體模擬領域邁進（3DEXPERIENCE from Things to Life）。

平臺化和雲化是達索產品發展的主要方向。從 3D 設計發展到 3D 數字樣機 DMU，經歷 PLM 管理 時期再到以體驗為中心的平臺，3DEXPERIENCE 的強大優勢在於，它不僅包含了 CATIA、 SOLIDWORKS 等多款核心產品，而且將各種基於檔案的電子化整合轉為單一資料模型的數字化 平臺，打破傳統地讓資料由複製和同步轉為資料湖，讓所有參與方在整個創新流程中共享單一資料 源並更有效地開展協作，為企業創造價值提供了綜合全面的方法。此外，達索於 2011 年開始與亞 馬遜網路服務（AWS）展開合作，並推出雲版的 V6 平臺以提供線上解決方案，使各機構能更為靈 活和高效地部署、維護、訪問和體驗 3D、PLM 及解決方案。2017 年，達索與華為建立戰略合作， 以推動 3DEXPERIENCE 平臺上線華為雲。

2.1.2 CATIA：服務於飛機、船舶等高階製造業，向 CAX 邁進

自達索成立以來，CATIA 一直是公司核心 CAD 產品，目前 CATIA 系列已成為一套完整的解決方 案。CATIA 最初以 3D CAD 為定位，到目前已成長為集 CAD/CAE/CAM 為一體的產品系列，具有 三維設計、結構設計、高階外觀曲面、互動式二維圖、運動模擬、有限元分析、逆向工程和數控加 工等強大而廣泛的功能，主要定位於高階市場，被廣泛應用於航空航天、汽車製造、造船、機械制 造、電子/電器、消費品等行業。它的整合解決方案覆蓋所有的產品設計與製造領域。

歷經接近 40 年的發展，目前 CATIA 主要是 CATIA V5 和 3DEXPERIENCE CATIA 兩條產品線並 行的銷售和使用，兩種產品分別為本地化（V5）架構和雲（V6）架構：

1> CATIA V5：1999 年，達索在前代版本的基礎上，推出了 V5 版本，為企業建立了一個針對產 品整個開發過程（PLM1.0）的數字化工作環境，此版本一直更新至今。2012 年，達索將 CATIA、ENOVIA、SIMULIA 等產品整合入 V5 PLM 平臺，進一步擴大了達索系統 3D 平臺的使用範 圍。CATIA V5 採用的是本地化架構，使用者可以儲存檔案到本地硬碟，較適合個人使用者使用， 版本也一直更新至今。

2> 3DEXPERIENCE CATIA：進入 21 世紀，公司提出 PLM online for all 戰略（PLM2.0），指 的是一個 3D 的線上環境，使人人能夠在虛擬環境中體驗產品，而所有使用者互動將成為知識資產（IP）。基於 PLM2.0，達索於 2008 年釋出了 CATIA V6 版本。該版本將 3D 協同創新置於企業的核心，採用 MatrixOne 技術，使資料無論以何種形式存在都能實現連通，並引入了系統工程獨有的 RFLP 方案，該方案能透過產品的不同檢視提供完備而協同的定義。2014 年，達索開始將 CATIA 集成於 3DEXPERIENCE（R2014x 版本），資料被直接儲存在雲端，許多功能將不需要再轉換資料格式，可以直接在 3DEXPERIENCE 下的模擬、工藝等相關軟體內進行分析。因此，3DEXPERIENCE CATIA 採用的是雲架構，注重各個生產各個環節的協同協作，更加適合企業等團體單位使用。

達索透過收購不斷對 CATIA 功能進行完善和升級。2007 年，達索收購 ICEM，主要是看中其在汽 車領域的技術以及高品質的曲面建模能力，以強化 CATIA 的功能。進入以“客戶體驗”為中心的 3DEXPERIENCE 時期後，2015 年，達索又收購了 Modelon 以加強 CATIA 在“體驗時代”中智 能產品的設計能力。2017 年，達索收購了 AITAC 拓展 CATIA 在船舶與海洋工程行業的功能，之 後又陸續收購 No Magic 以及 Argosim 以補充並強化 CATIA 在系統工程方面的應用。在平臺的賦 能下，CATIA 目前已成為一套完全整合的解決方案，客戶可以根據個人和行業需求來調整產品的 開發功能，現有版本相較以前行業覆蓋面也顯著拓寬，

CATIA 接 入 3DEXPERIENCE 平臺增強了使用者體驗感，降低了成本而增強了協作性。 3DEXPERIENCE CATIA 採用雲架構，這改變了設計軟體的使用和支付方式，並消除了對前期硬 件投資和準備成本的需要，使用者只需要專注於產品使用和體驗，系統和資料將由達索負責管理。設計師可以在雲端訪問 3DEXPERIENCE 平臺及其 CATIA Creative Design 解決方案，基於雲端的工作方式可以讓他們與其餘成員更加自由地交換想法和觀念。

2.1.3 SOLIDWORKS：中端設計軟體的翹楚

SOLIDWORKS 是達索第二大核心產品，提供應用範圍廣、功能強大的 CAD 解決方案。 SOLIDWORKS 是一款專業從事三維機械設計、工程分析和產品資料管理、模擬分析的產品，是世 界上第一個基於 Windows 開發的三維 CAD 軟體，簡便易用、功能強大以及技術創新三大優勢使 其成為世界範圍內主流的 CAD 產品。SOLIDWORKS 目前已包括 2D CAD、3D CAD、CAM、電 氣設計、產品資料管理（PDM）、模擬解決方案等多條產品線，其易用高效的特徵使得產品受眾群 體十分廣泛，覆蓋航空航天、機械、電子通訊、國防、機車、交通、消費品等眾多行業。

SOLIDWORKS 與 CATIA 形成互補，二者在產品定位上有較大差異。SOLIDWORKS 成立於 1993 年，由 PTC 公司的技術副總裁與 CV 公司的副總裁發起，於 1995 年推出第一套 SOLIDWORKS 三維機械設計軟體。1997 年，達索系統以三億一千萬美元將 SOLIDWORKS 全資併購，這是由於 當時 CATIA 並不支援 Windows 系統，而 SOLIDWORKS 是基於 Windows 開發的 CAD 軟體，收 購 SOLIDWORKS 能使達索產品線整體的適用範圍擴大。同時，相較於專業性很強的 CATIA， SOLIDWORKS 操作更加簡單，對於中小型企業來說較為適用，有利於達索佔領腰部市場。由於兩 款產品在功能和定位上具有一定的差異，在數十年的發展歷程中並沒有形成相互制衡的情況，均保 持了良好的增長速度和市場份額，現在是達索前兩大收入來源。

SOLIDWORKS 採用 Windows 原生架構，能使使用者更方便地管理 CAD 檔案，降低了操作難度並 簡化了設計流程。目前，Windows 依舊穩坐作業系統龍頭的位置，佔據了 80%以上的市場份額。 SOLIDWORKS 是基於 Windows 開發設計的，採用了 Windows OLE 技術以及直觀式設計技術， 包括 Windows 風格的拖放、點選、剪下及貼上等簡便易用的操作，對 Windows 使用者十分友好。 SOLIDWORKS 資源管理器同 Windows 資源管理器類似，能直接而方便地管理 CAD 檔案。使用 SOLIDWORKS，整個產品設計是可百分之百可編輯的，零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全 相關的，並能完成 AutoCAD 二維設計到三維設計的轉換。SOLIDWORKS 使用者介面減少了設計步 驟和多餘的對話方塊，使使用者能更高效地完成設計。

適用性廣、操作簡便的特徵使 SOLIDWORKS 成為市佔率最高的 CAD 軟體。SOLIDWORKS 主 要瞄準中低端市場，在航天、機車、機械、醫療、國防、交通、消費品等眾多領域中均有應用，行 業覆蓋面廣。其次，易於操作的特點也使更多專業或非專業的使用者選擇 SOLIDWORKS 進行設計 工作，也有利於在入門教學方面的應用。在美國，MIT、斯坦福等著名大學已經把 SOLIDWORKS 列為製造專業的必修課，國內的一些大學，如清華大學、哈爾濱工業大學、電子科技大學等，也會 應用 SOLIDWORKS 進行教學。根據 CNCCookbook 釋出的年度報告，SOLIDWORKS 在 CAD 付 費市場中佔據了 30%左右的使用者數，與市佔率第二的 Fusion360 相比有較大的領先優勢，充分反 映了市場眾多使用者對 SOLIDWORKS 的認可。

達索堅持每年更新 SOLIDWORKS，並於 2019 年釋出 3DEXPERIENCE WORKS。達索一直以來 重視 SOLIDWORKS 功能的完善和升級，保證了相應的研發投入和每年的版本更新。2019 年，達索釋出 3DEXPERIENCE WORKS，將 SOLIDWORKS 應用中的易用性和簡潔性擴充套件到 3DEXPERIENCE 平臺上，是專門為滿足全球 SOLIDWORKS 客戶和中小型企業的需求量身定製 的全新應用組合。3DEXPERIENCE WORKS 把社交協作與設計、模擬、製造、ERP 功能相結合， 將人員、創意、資料和解決方案連線到單個協作和互動式環境中，實時展現其業務活動和生態系統 的全景，使用者可以在任意裝置上隨時隨地安全地共享資料和進行協作。

2.2 PTC：CAD+PLM 為基礎，向物聯網發力

2.2.1 藉助 IoT、AR 等技術為傳統的 CAD/PLM 帶來全新價值

PTC 自成立以來一直專注製造業研發領域，為全球頂尖客戶提供全產品全生命週期的解決方案和 服務。公司於 1985 年成立，在 30 多年的發展歷史中不斷髮布了領先的 CAD、PLM、ALM（應用 程式生命管理）、SCM（供應鏈管理）、SLM（服務生命週期管理）等 IoT 應用和解決方案，服務工業裝置、航空航天、國防、汽車、電子、消費品等多個領域的企業，幫助企業提高產品開發效率 和市場推廣，目前已成為 CAD/CAE/CAM/PLM 領域最具代表性的軟體公司之一。根據 2020 財年 年報，公司實現營收 14.58 億美元，同比增長 16.15%，歸母淨利潤 1.31 億美元，同比增長 575.95%。 PTC 在發展過程中積極尋求轉型，正透過 CAD+PLM+AI+AR+IoT 技術構建一個閉環的工業創新體系。公司的發展可以大致分為兩個階段：

1> 起步階段：公司以 CAD、PLM 起家，在 1987 年釋出了市場上第一個引數化、基於關聯特徵 的實體建模軟體 Pro/ENGINEER，於 1998 年收購 Windchill Technology 並同年釋出了第一 款 PLM 產品 PTC Windchill。後來，公司又根據市場需求把業務延伸至 ALM、SCM、SLM 等 領域。在發展過程中，公司逐漸發現傳統工業軟體市場難以出現爆發式增長，而以物聯網技術 為基礎去收集資料，可以改進設計並製造出消費者喜歡的個性化產品。公司認為，在消費為王 的時代，顧客更加關注如何從產品中獲得“功能”，而不在於“擁有”產品，只有滿足客戶的 個性化需求，才能獲得市場的認可，物聯網、大資料、雲計算等新一代資訊科技將會成為未來 發展的關鍵。

2> 轉型階段：2014 年開始，公司透過併購 ThingWorx（物聯網平臺）、Axeda（雲解決方案）、 ColdLight（大資料分析平臺）、Vuforia（AR 技術平臺），不斷延伸並形成工業物聯網應用的 整體解決方案，即透過感測器採集資料，利用大資料進行挖掘分析，透過 VR/AR 技術虛實融 合，強化物聯網環境下分析、模擬、視覺化的能力，最終形成虛實融合、閉環的生命週期管理。 同時，公司與微軟、SAP 等眾多合作伙伴共建生態系統，實現研發模式和商業模式的創新。

PTC 於 1987 年釋出第一款 CAD 產品 Pro/ENGINEER，使 CAD 行業開啟了引數化革命。公司 1985 年成立後，一直利用前期的 VC 投資進行研發，最終於 1987 年 9 月推出第一款 CAD 產品Pro/ENGINEER。在當時，CAD 行業裡已經有 SDRC（UG 前身）、達索、Autodesk 等有利競爭 者，而 PTC 的新品卻讓其餘產品黯然失色。Pro/ENGINEER 是基於特徵引數、約束實現的 3D 實 體建模軟體，徹底改變了使用者對 CAD 軟體的互動介面、易用性以及實體建模速度的期望，第一次 完全實現了 20 多年前 Ivan Sutherland 在 Sketchpad 提出的理念，並廣泛使用了 UNIX 的 XWindows。相比之下，基於專有作業系統並用 Fortan 和彙編寫的 CAD 軟體就暴露出執行慢、操作 複雜等缺點，在市場上逐漸失去了競爭力。之後，市面上其餘的主流產品也逐漸增加了基於特徵的 設計和引數化功能，PTC 也成為了 CAD 行業的後起之秀。

PTC 透過併購逐步向物聯網業務轉型，以藉助 IoT、大資料分析、AR 等技術為傳統的 CAD/PLM 解決方案帶來全新的價值。2013 年，公司的營收增速僅 3%。公司認為傳統的工業軟體業務難以 出現爆發式的增長，消費者現在更關注產品的“功能”而不是“擁有”產品，產品的價值也可以被 劃分為“實體”和“數字”兩大部分，推動虛擬世界與物理世界的融合將成為公司重要的戰略目標。 2014 年，公司以 1.3 億美金收購 IoT 應用支撐平臺 ThingWorx，以彌補 SLM 軟體在裝置連線和 資料管理上的不足，開始打造以 ThingWorx 為核心的應用開發生態。之後，公司又陸續收購 了 IoT 連線管理提供商 Axeda、大資料機器學習和預測分析開發商 ColdLight 以及增強現實（AR） 平臺 Vuforia，打造了較為完整的物聯網產品線，目標是幫助企業實現 Product、Process 和 People 的智慧互聯，也即物、數、人的融合。

PTC 不斷強化升級核心 IIoT 平臺 ThingWorx，並獲得 Gartner 工業物聯網平臺魔力象限領導者 稱號。公司核心 IIoT 平臺 ThingWorx 能為企業提供端到端功能，連線裝置並構建強大的 IoT 解決 方案，提供易於建立、便於實施的、令人信服的終端使用者體驗，幫助公司縮短實現價值的時間。2020 年 6 月，公司推出 ThingWorx9.0，新版本進一步提高多個核心開發領域的水平，並引入眾多新特 性和功能。根據 11 月 Gartner 的報告，PTC 成功獲得工業物聯網（IIoT）平臺魔力象限領導者稱 號。Gartner 認為，PTC 在實現前瞻完整性方面位居最前沿的有利地位，這也表明公司在物聯網方 向的轉型獲得了市場的認可。

SaaS 是 PTC 另外一條重要的轉型路線，經歷了陣痛期後，公司在 SaaS 訂閱收費模式轉型效果 初顯。公司認為，客戶關心的是產品從設計到交付的全流程的數字化管理，以最終改善研發設計。 從價值鏈層面來看，產品和服務的邊界在逐漸模糊，持續服務將給客戶帶來更大的價值，同時 PLM 資料雲化並實現互聯互通成為價值實現的基礎。因此，公司於 2014 年提出將一次性授權的銷售模 式改為訂閱式。由一次性付費改為按年訂閱付費帶來的一大影響是，客戶前期投入和後期支付的款 項都會減少，客戶轉換也需要一定時間，這會給公司的營收帶來直接的影響。2015-2016 年，公司 營收連續兩年負增長，自 2017 年經營業績才開始慢慢恢復，到 2019 年公司營收才基本與 2015 年持平。但從收入構成來看，公司訂閱式收入比例在 2014 年後快速提升，到 2019 年已經達到 48%， 一次性的許可證（license）收入比例持續降低，SaaS 轉型效果明顯。

2.2.2 Creo：引數化設計的典範，上雲步伐有望加速

Creo 是 PTC 旗下核心的 CAD 套件，集成了多個可互操作的應用程式，主要解決製造企業在 CAD 應用中面臨的核心問題。2010 年，PTC 正式釋出 Creo，並表示未來將不再使用 Pro/Engineer、 CoCreate 和 Product View 品牌。作為 Pro/Engineer 之後全新的 CAD 產品，Creo 整合了 Pro/Engineer 的引數化技術、CoCreate 的直接建模技術和 Product View 的三維視覺化技術，希望 從根本上解決企業在 CAD 應用中面臨的易用性、互操作性、資料轉換和裝配管理等核心問題。

Creo 是一個可伸縮的套件，集成了多個可互操作的應用程式。Creo 功能覆蓋了整個產品開發領 域，縱向包括產品開發中所有的角色，橫向包含了整個產品開發週期，從產品整體方案，到概念設 計、詳細設計、設計驗證到生產製造、支援和維護，針對不同階段提供不同的解決方案，其包含的 產品設計應用程式使使用者可以全面地參與產品開發過程。其中，Creo Parametric 繼承了 Pro/Engineer 強大的 3D 引數化建模技術，Creo 其他的應用程式還在 2D/3D 建模、分析和視覺化 方面提供了新的功能，併為使用者帶來空前的互操作性。

從 Creo1.0 到 Creo7.0，PTC 透過持續地最佳化升級為客戶帶來更好地體驗。對於製造業企業而言， 如何既快又好地完成產品研製是永恆的挑戰，而 PTC 則是透過持續的產品迭代以滿足客戶高效率、 低成本的要求。近年來，隨著人工智慧、平行計算、雲計算、3D 列印等技術的崛起，傳統的數字 化研製手段也迎來了新生。2020 年，PTC 推出 Creo7.0，為客戶提供一站式解決方案，此方案包 含創成式設計、實時模擬以及一體化 3D 列印三大功能，能輔助設計人員快速完成設計和模擬，並 直連 3D 印表機完成製造，能有效地提高設計效率、降低企業成本。

Onshape 擁有的 SaaS 和雲平臺技術能加快 Creo 上雲步伐。Onshape 創始人、現 PTC SaaS 負責人 Jon Hirschtick 認為，SaaS 可以為企業帶來眾多好處，如更低的成本、更高的可訪問性、更快的速度、能進行更好地創新和協作等。雲化對於 Creo 而言也具有重大的意義，比如 Creo 的創成式設計功能需要利用人工智慧技術和平行計算技術來自動生成解決方案，這也需要強大的計算 機處理能力，而 SaaS 可以在雲中提供計算能力，而無需工程師在臺式計算機上工作，省去了本地部署的成本。同時，SaaS 能為工程師提供單一、真實的資料來源，以增強企業內部的協作。Creo 雲化之後，公司能直接向軟體新增功能模組，給產品帶來更快的創新速度。

三、中望軟體：最具潛力的工業軟體龍頭（詳見報告原文）

在 CAD 行業，國內的參與方主要包括中望軟體、蘇州浩辰和數碼大方。透過我們的分析，中望軟 件在產品實力等方面處於國內領先的地位。在接下來的部分，我們根據中望軟體提交的招股說明書 來對公司的業務發展和特點進行一個總結和陳述。我們認為，中望軟體作為國內領先的工業軟體供 應商，在國產替代的趨勢下，未來是值得關注的。

……

風險提示

國產 CAD軟體替代不及預期：目前海外廠商技術依舊保持領先，其產品佔據國內市場大部分份額。 國產 CAD 廠商面臨較大的競爭壓力，國產替代的節奏可能不及預期。

疫情使製造企業 IT 預算下降：由於全球疫情蔓延，相關製造企業 IT 預算下降，存在對工業軟體需 求降低的風險。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊，請參閱報告原文。）